一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法，包括步骤S1：将多层薄铜箔堆叠成铜箔本体，然后在铜箔本体的上层及下层放置铜板得到第一样材件，然后将引弧板、收弧板放置在第一样材件的两侧，利用搅拌摩擦焊装置进行一道焊；步骤S2：去除引弧板和收弧板，然后沿焊缝中部切开第一样材件得到两个第二样材件；步骤S3：将其中一个第二样材件底端面朝上，然后将铜厚板与第二样材件的焊缝对接，在铜厚板的上层及下层均放置铜板得到待焊件，将引弧板、收弧板放置在待焊件的两侧，利用搅拌摩擦焊装置进行二道焊；步骤S4：去掉引弧板、收弧板以及铜板，得到铜厚板与多层铜箔搅拌摩擦焊接头。该方法焊接性能好、变形小、无烟无尘，绿色环保。环保。环保。

【技术实现步骤摘要】
一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法


[0001]本专利技术涉及导电金属焊接
，更具体的说是涉及一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法。

技术介绍

[0002]铜具有导热性和导电性高等诸多优良性能，是电力领域的常见金属，其在电子元件和电缆中是最常用的材料。在高功率电机、高低压开关柜等成套电气设备中，铜板与铜箔的连接成的接头应用十分广泛。铜板与铜箔通常是利用钎焊进行连接。随着工业的发展以及人们物质生活水平的提高，工业及生活用电量急剧提高，导电系统中金属接头所承载的负荷量大大增加，导致接头过热，且铜箔由于其柔韧性好，质地软，在焊接高温下极易变形，再加上钎焊接头缺陷多，强度低，稳定性差等缺点，将很大程度上影响电力传输过程的稳定性，因此需对导电金属的连接性能提出更进一步的要求。
[0003]搅拌摩擦焊是一种新型的固态连接工艺，其在焊接过程中几乎不产生烟尘，是一种绿色环保的焊接技术。其工作原理为通过搅拌头与被焊工件间摩擦产生的低热输入使被焊工件达到塑化状态后，在压力以及搅拌头的作用下，塑性材料相互挤压混合从而形成致密的接头。用该方法制得的接头具有微观组织细小，强度高，缺陷少等优点。目前，搅拌摩擦焊技术多用于焊接合金板，未见其应用于铜厚板材与铜箔片之间的连接。
[0004]因此，如何提供一种接头焊接性能良好、焊接变形小，无烟无尘，绿色环保生产的铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种接头焊接性能良好、焊接变形小，无烟无尘，绿色环保生产的铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法，包括如下焊接步骤：
[0008]步骤S1：将多层薄铜箔堆叠成铜箔本体，然后在所述铜箔本体的上层及下层均放置铜板得到第一样材件，然后将引弧板、收弧板放置在所述第一样材件的两侧，并使用焊接夹具将所述引弧板、所述收弧板和所述第一样材件进行固定，最后利用搅拌摩擦焊装置在所述引弧板、所述第一样材件、所述收弧板上进行一道焊；
[0009]步骤S2：一道焊完成后，去除所述引弧板和所述收弧板，然后沿一道焊的焊缝中部切开所述第一样材件得到两个第二样材件；
[0010]步骤S3：将其中一个所述第二样材件底端面朝上，然后将铜厚板一侧与所述第二样材件的焊缝对接，然后在所述铜厚板的上层及下层均放置所述铜板得到待焊件，然后将所述引弧板、所述收弧板放置在所述待焊件的两侧，并使用焊接夹具将所述引弧板、所述收弧板和所述待焊件进行固定，最后利用搅拌摩擦焊装置在所述引弧板、所述待焊件、所述收弧板上沿焊缝进行二道焊；
[0011]步骤S4：将所述步骤S3焊后所得样材进行加工，去掉所述引弧板、所述收弧板以及上下方的所述铜板，即得到铜厚板与多层铜箔搅拌摩擦焊接头。
[0012]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法，该焊接方法实现了铜厚板与多层铜箔的冶金连接，接头性能良好，且接头平整，变形小，接头体积明显小于常用的钎焊接头；并且将第二样材件底端面朝上即焊缝背面朝上进行焊接，可解决底部铜箔因热影响所产生的变形，降低铜箔变形的风险；同时采用搅拌摩擦焊接相比钎焊，具有无烟无尘，绿色生产且不使用焊料和焊剂，生产成本低的有益效果。本专利技术通过合理的接头焊接工艺设计实现了铜厚板与箔片之间的有效连接，对提高电力传输的稳定性具有重要意义。
[0013]进一步的，所述薄铜箔的厚度为0.1
‑
0.3mm。
[0014]进一步的，在所述步骤S1和步骤S3中，所述搅拌摩擦焊装置的搅拌头的旋转速度为1180r/min，焊接速度为60mm/min，倾斜角为
‑3°
，下压量为0.2mm。
[0015]采用上述技术方案产生的有益效果是，便于得到表面成形良好、无缺陷的焊接接头。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017]图1附图为本专利技术提供的一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法中步骤S1的示意图。
[0018]图2附图为本专利技术提供的一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法中步骤S2的示意图。
[0019]图3附图为本专利技术提供的一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法中步骤S3的示意图。
[0020]图4附图为本专利技术提供的一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法的焊接工艺流程示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]本专利技术实施例公开了一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法，包括如下焊接步骤：
[0023]参见图1，步骤S1：将多层0.1
‑
0.3mm的薄铜箔1堆叠成10.2
‑
10.5mm厚的铜箔本体2，然后在铜箔本体2的上层及下层均放置厚度为2mm的铜板3得到第一样材件4，然后将引弧板5、收弧板6放置在第一样材件4的两侧，并使用焊接夹具将引弧板5、收弧板6和第一样材
件4进行固定，最后利用搅拌摩擦焊装置7在引弧板5、第一样材件4、收弧板6上进行一道焊，以便于将多层铜箔进行焊接；
[0024]参见图2，步骤S2：一道焊完成后，去除引弧板5和收弧板6，然后沿一道焊的焊缝8中部切开第一样材件4得到两个第二样材件41；
[0025]参见图3，步骤S3：将其中一个第二样材件41底端面朝上，即使焊缝背面侧朝上，然后将铜厚板9一侧与第二样材件41的焊缝8对接，然后在铜厚板9的上层及下层均放置厚度为2mm的铜板3得到待焊件10，然后将引弧板5、收弧板6放置在待焊件10的两侧，并使用焊接夹具将引弧板5、收弧板6和待焊件10进行固定，最后利用搅拌摩擦焊装置7在引弧板5、待焊件10、收弧板6上沿焊缝8进行二道焊；
[0026]步骤S4：将步骤S3焊后所得样材进行加工，去掉引弧板5、收弧板6以及上下方的铜板3，即得到铜厚板与多层铜箔搅拌摩擦焊接头。
[0027]其中，在步骤S1和步骤S3中，搅拌摩擦焊装置7的搅拌头的旋转速度为1180r/min，焊接速度为60mm/min，倾斜角为
‑3°
，下压量为0.2mm。下压量为0.2mm，可避免下压量过大破坏铜板切断切薄铜箔；同时避免下压量过小，热输入量不足，达不到将多层薄铜箔摩擦挤压成形的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜厚板与多层铜箔的搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，包括如下焊接步骤：步骤S1：将多层薄铜箔(1)堆叠成铜箔本体(2)，然后在所述铜箔本体(2)的上层及下层均放置铜板(3)得到第一样材件(4)，然后将引弧板(5)、收弧板(6)放置在所述第一样材件(4)的两侧，并使用焊接夹具将所述引弧板(5)、所述收弧板(6)和所述第一样材件(4)进行固定，最后利用搅拌摩擦焊装置(7)在所述引弧板(5)、所述第一样材件(4)、所述收弧板(6)上进行一道焊；步骤S2：一道焊完成后，去除所述引弧板(5)和所述收弧板(6)，然后沿一道焊的焊缝(8)中部切开所述第一样材件(4)得到两个第二样材件(41)；步骤S3：将其中一个所述第二样材件(41)底端面朝上，然后将铜厚板(9)一侧与所述第二样材件(41)的焊缝(8)对接，然后在所述铜厚板(9)的上层及下层均放置所述铜板(3)得到待焊件(10)，然后将所述引弧板(5)、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晋辰，刘强，黄永德，陈宜，李博洋，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：